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质荷比

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Beam of electrons moving in a circle in a Teltron tube, due to the presence of a magnetic field. Purple light is emitted along the electron path, due to the electrons colliding with gas molecules in the bulb. The mass-to-charge ratio of the electron can be measured in this apparatus by comparing the radius of the purple circle, the strength of the magnetic field, and the voltage on the electron gun. The mass and charge cannot be separately measured this way—only their ratio.

荷质比又称比荷、比电荷,是一个带电粒子所带电荷与其质量之比,其单位为C/kg。计算时,粒子无论带何种电荷,应一律代入正值计算。

电子电荷e和电子静止质量 m的比值e/m(电子比荷)为电子基本常量之一,可通过磁聚焦法磁控管法湯姆森法双电容法等进行测定。现代精确测量电子比荷的值为1.75881962×1011C/kg,质子比荷的值为9.578309×107C/kg,一般计算中取1×108C/kg.

1897年,約瑟夫·湯姆森透过测定阴极射线在磁場和電場的偏轉,獲得電子的電荷對質量的比值,且電子在帶電粒子中具有最大质荷比。 1901年,沃尔特·考夫曼发现β射线(高速电子流)的荷质比随速度增大而减小,由于电子电荷守恒,因此实验表明电子的质量随速度的增加而增加,成为狭义相对论的实验基础之一。

荷质比的倒数称为质荷比,在质谱分析中,当加速电压与电场强度恒定时,粒子运行轨迹半径与质荷比成正比。

陰極射線、β射線......等帶負電粒子e/m質相同。

某些领域代替使用电荷-质量比(Q/m),这是质荷比的乘数倒数。2014年CODATA对于一个电子的推荐值是eme = 1.758820024(11)×1011 C/kg[1]

参阅[编辑]

参考资料[编辑]